比例阀的调试

ma 800 600 400 200 0
其他应用响应快 “A” “B”
比例放大板设置：

由上图表分 析：采用放 大板VT-3000 中2个开关量 控制即可满 足要求。接 线如图：k1i、 k2i、k3i 由 PLC控制。
K1i K2i K3i
反馈元件分析：

反馈元件采用电磁感应式位置传感器(Z10), 与圆弧型感应块共同组成（见下图），这 种反馈方式可方便地在PLC程序内，利用延 时时间来控制液压缸的减速，以实现慢速 放料。
故障曲线
正常曲线

正常和故障情况下液压缸两腔压力曲线：
有杆腔 无杆腔
有杆腔 无杆腔
Z10感应块
前进位Z10 返回位Z10 轴端

动作过程分析：（以电磁铁B得电，液压缸拨 料前进为例）
ma
600 400 200
斜坡
R1调整
斜坡
斜坡 R2调整 PLC延时
前进Z10感应到信号
1 2 3
s

当拨叉具备动作条件，PLC输出信号，控制k1i接通,9V电压通过R1使放大板输出，由于斜坡电位器t的作 用，输出电流慢慢上升至设定值（600ma），直到前 进到Z10感应到信号，PLC断开k1i，接通k2i，通过R2 使输出电流降至设定值（300ma），PLC延时一定时间 后，k2i断开，到此前进动作完成。
P1、P2和弹簧在2# 平衡阀内建立一种 平衡，使阀口开度 随负载变化不断变 化来保证液压缸运 行平稳。

4、典型比例放大板（VT-3000）：

开关量输入简介：
1、当R1-R4（10c、10a、8a、12a 端）接负9V电压时，放大板为 电磁铁“B”端提供电流，R1R4 可设定4种电流值，由K1-K4 来选择4种电流值的一种。反过 来，接正9V电压时，放大板为 电磁铁“A”端提供电流。 2、放大板本身提供换向功能，按 右图接线，由K6可控制“A、B” 换向。 3、当K5接通时，斜坡调整失效， 当K5 断开，斜坡时间可30ms5s可调。
老型液压比例系统
——崔俊生
前言：

在冶金行业，液压比例系统应用非常广泛， 下面我将结合钢管公司实际应用的比例系 统，对PLC、放大板、比例阀、平衡阀、传 感器等做一个详尽的讲解。
一、老型比例系统
1、组成：



PLC控制系统：S7或GE6。 放大板：VT—3000或VT—3006。 比例阀：4WRZ10—52 SCA、SCB型平衡阀。 ZDC型压差控制阀。 执行元件：液压缸或马达。 反馈元件：Z10或测速电机。


故障判断：
1、观察阀台压力为13Mpa，说明压力源正常。 2、捅阀时测阀块输出油路的A、B压力为零。 3、测量为导阀提供5Mpa压力的减压阀压力为零。 4、由上述测量结果可以说明比例阀的P口无压力输入。
5、由上述可以肯定该回 路的压差控制阀主回 路没有压力输出。 6、注：如果主阀3坏，减 压阀2 应该有 5Mpa压力。

故障处理：
更换压差 控制阀的控 制盖板，并 拆下盖板上 的工艺丝堵， 安装一个测 压接头，以 便于以后点 检和维护。 如图：

原因分析：
1、将压差控制阀解体 发现导阀（DBDS6） 阀口被一块液压缸密 封卡住，如左下图， 造成P-T常通。 2、由左上图分析可知 当溢流阀阀芯卡住后， 系统压力通过B-A-X 经溢流阀直接回油箱， 致使F点压力为零压 力P将主阀芯向上推， 关闭阀口，A输出压 力为零。
IB
1Ω电阻
电磁铁

2、用压力表测液 压缸有杆腔压力 （B2端），发现 液压缸快速前进 过程基本正常， 减速过程压力偏 高，达17Mpa。可 见有杆腔回油节 流口偏小，回油 阻力偏大。
Baidu Nhomakorabea

故障处理：
由上述分析可以 判断出：由于回 油不畅，造成背 压升高，导致步 进梁减速前进过 程提前结束。在 该回路中，影响 回油的只有平衡 阀，更换平衡阀 后将减速延时时 间调回，该故障 彻底消除。
开关量及PLC延时
VT3000
返回位Z10
返回过程
K1i、k2i、k3i
PLC
开关量及PLC延时
液压缸实际工作时两腔压力曲线：
有杆腔 无杆腔
6、典型故障案例：

以PU2顶杆冷却站步 进梁为例（以下简称 步进梁）：液压控制 如左图。
A
B
P
T
案例一：步进梁平移无动作
故障现象：在正常生产过程中顶杆冷却 站平移突然没有动作，手动 捅阀也无动作。 基本分析：捅阀无动作说明液压回路故 障，应该与电气无关。

拨叉返回时的 控制过程与前 进基本相同， 唯一的区别是： 前面讲过要使 电磁铁“A”得 电，必须由 PLC控制k3i接 通，用正9V电 压控制R1、R2 的输入。
K1i K2i K3i
* 总结：控制框图如下
VT3000 比例阀B 液压缸 前进位Z10 前进过程
K1i、k2i
PLC
比例阀A 液压缸
5
6
3、当Z10感应到信号步进梁进入减速区后，放大板对电 磁铁输出的电流会逐渐减小，比例阀的阀口开口度会 变小，流量也减小。在平衡阀内，由P1、P2和弹簧的 共同作用使阀芯6和阀芯5向开口度小的方向移动。而 现在阀芯5短了一截，使阀芯6与阀口提前关闭，造成 回油完全截止，出现背压过高，然后P1升高，阀芯5 推动阀芯6再次打开，在延时时间内阀芯6如此振荡， 造成液压缸运行的不稳定，该故障出现。
电磁铁A 电磁铁B
开口度

比例阀的实物图 片（下）和控制 简图（左）：
5Mpa
导阀1
减压阀2
主阀3

比例阀内 部结构图


压差控制阀的主要功能是增加比例阀流量 输出的稳定性，它与梭阀、比例阀共同组 成一个恒流源。 基本原理：流体通过一个节流口时，输入 端压力（P1）与输出端压力（P2）的压差 恒定，那么，通过该节流口的流量恒定。
P1 P2
ΔP=P1-P2=恒值
恒流源简图

压差控制 阀与比例 阀共同组 成恒流源 的液压回 路图，如 左图：

平衡阀的主要功能是增加负载运行过程中的稳 定性。如图所示，当压力油从A1进入后，先将 1#平衡阀全部打开，然后由于负载的作用，在 液压缸无杆腔建立起压力，该压力P1推动2#平 衡阀打开，液压缸有杆腔的油液通过2#平衡阀 的阀口流回油箱，同时在B2端建立压力P2 。
2、相互关系：
比例放大板 比例阀组 液压缸或马达
PLC 动作条件
Z10或测速电机
3、典型液压比 例回路分析：

液压缸
负载
参照左图：

主要功能是执行 元件在运行过程 中即使负载不断 变化，该系统也 能保证执行元件 运行过程中的稳 定性。
平衡阀
梭阀
压差控制阀

比例阀就相当于一个电控流量控制阀，当 电磁铁的电流从200ma到800ma逐渐增大时， 比例阀的开口度由0逐渐增大至100%，开口 度越大，比例阀输出流量越大，执行元件 速度越快，如下图：
P
案例二：步进梁前进定位不准

故障现象：
在正常生产过程中顶杆冷却站平移突然不到位， 不能正确将顶杆运送到输送辊道中心线，同时 冷却站上的其他顶杆经常掉道。
顶杆 运行方向
动梁
定梁
辊道

基本分析：
首先从简单入手，电气人员在PLC程序上将 延时加长后，故障基本解决。但运行半小 时后，故障再现且不稳定（忽前忽后）， 基本可以肯定为液压回路故障或比例放大 板输出电流不稳定。

比例放大板基本功能：
a. 输入控制灵活：即可使用开关量输入，也 可使用模拟量输入（12c或16a、16c）。 b. 通过调整斜坡时间，可以调整输出电流的 响应时间。 c. 调整R1-R4可稳定输出200—800ma电流。

下面以常见的拨料叉为例具体讲解：
5、实例分析：

工艺简介：PU2环形炉坯料最小为φ210*1500最 大为φ310*4700。环形炉出料后，推正缸将坯料 在固定台架上推正后，由比例系统控制拨叉将 坯料运送1#运输链固定台架。如图：

原因分析：
1、事后对平衡阀 进行了解体， 发现平衡阀芯5 比正常的阀芯 短了0.5mm，分 析由于长期在 运行过程中， 撞击阀芯6磨损 所至。
5
6
2、在液压缸启 动和快速运行 过程时，P1的 压力较大，阀 芯5推动阀芯6 打开的开口度 较大，短了一 截的阀芯5对 平移的速度影 响不是很明显。
P1


系统分析：
由上图可知，坯料运输过程中，对液压缸 来说，负载是不断变化的，因此采用液压 比例加平衡阀的系统来满足工艺要求。
对电气控制来说，要求拨叉慢速启动，中 间过程快速运输，然后慢速放料；拨叉返 回时，快速启动，减速回零位。如下图：
本例使用平稳性好 “B” “A”
ma
800 600 400 200 1 2 3 4 5 6 S 0 1 2 3 4 5 6 S
ma
600 400 200
前进Z10感应到信号
PLC延 时加长 停止点

故障判断：
1、用万用表或示波器测量比例放大板IB端电压（面板 上有测试端子），发现快速时0.6V，慢速时0.3V，且 稳定。说明比例放大板无故障。

注：电磁铁B上的电 流200-800ma对应在IB 上的电压为0.2-0.8V。 相当于下图：